Diiselmootori sissepritsesüsteem - otsesissepritse pöörleva pumbaga VP 30, 37 ja VP 44

Pidevalt tõusvad kütusehinnad on sundinud tootjaid kiirendama diiselmootorite arendamist. Kuni 80ndate lõpuni mängisid nad lisaks bensiinimootoritele ainult teist viiulit. Peamised süüdlased olid nende mahukus, müra ja vibratsioon, mida ei kompenseerinud isegi oluliselt väiksem kütusekulu. Olukorda oleks pidanud raskendama eelseisvad karmistuvad õigusnõuded heitgaaside saasteainete heitkoguste vähendamiseks. Nagu teisteski valdkondades, on diiselmootoritele abikäe ulatanud kõikvõimas elektroonika.

80ndate lõpus, kuid eriti 90ndatel võeti järk -järgult kasutusele elektrooniline diiselmootori juhtimine (EDC), mis parandas oluliselt diiselmootorite jõudlust. Peamisteks eelisteks osutus kõrgema rõhu abil saavutatud parem kütuse pihustamine, samuti elektrooniliselt juhitav kütuse sissepritse vastavalt hetkeolukorrale ja mootori vajadustele. Paljud meist mäletavad reaalsest elust saadud kogemustest, milline „käik” põhjustas legendaarse 1,9 TDi mootori turuletoomise. Sarnaselt maagilisest 1,9 D / TD -st on saanud nagu võluvitsast nõtke sportlane, kellel on äärmiselt väike energiatarve.

Selles artiklis räägime teile, kuidas pöörlev pihustuspump töötab. Esmalt selgitame mehaaniliselt juhitavate pöörlevate pumpade tööpõhimõtteid ja seejärel elektrooniliselt juhitavaid pumbasid. Näitena võib tuua Boschi sissepritsepumba, mis oli ja jääb sõiduautode diiselmootorite sissepritsesüsteemide pioneeriks ja suurimaks tootjaks.

Pöördpumbaga sissepritseseade tarnib kütust samaaegselt mootori kõikidesse silindritesse. Kütuse jaotamine üksikutesse pihustitesse toimub jaotuskolvi abil. Sõltuvalt kolvi liikumisest on pöörlevad saepumbad jagatud aksiaalseteks (ühe kolviga) ja radiaalseteks (kahe kuni nelja kolviga).

Pöörlev süstimispump aksiaalse kolvi ja jaoturitega

Kirjelduseks kasutame tuntud Boschi VE pumpa. Pump koosneb toitepumbast, kõrgsurvepumbast, kiiruse regulaatorist ja süstimislülitist. Toitelabapump toimetab kütuse pumba imemisruumi, kust kütus siseneb kõrgsurve sektsiooni, kus see surutakse kokku vajalikule rõhule. Jaotuskolb sooritab üheaegselt libiseva ja pöörleva liikumise. Libisemisliigutuse põhjustab aksiaalne nukk, mis on kindlalt kolvi külge ühendatud. See võimaldab kütust sisse imeda ja surveklappide kaudu mootori kütusesüsteemi kõrgsurvetorustikku juhtida. Juhtkolvi pöörleva liikumise tõttu saavutatakse see, et kolvis olev jaotussoon pöörleb kanalite vastas, mille kaudu üksikute silindrite kõrgsurvetoru on ühendatud kolvi kohal asuva pumbapeaga. Kütus imetakse sisse kolvi liikumisel alumisse surnud keskpunkti, kui sisselaskekanali ja kolvi soonte ristlõiked on üksteise suhtes avatud.

Pöörlev süstimispump radiaalsete kolbidega

Radiaalkolvidega pöörlev pump tagab suurema sissepritserõhu. Selline pump sisaldab kahte kuni nelja kolbi, mis liigutavad nukkide rõngad, mis on nende silindrites kolbi kinnitatud, sissepritseseadme poole. Nukkrõngal on sama palju silmi kui antud mootori silindril. Pumba võlli pöörlemisel liiguvad kolvid rullide abil mööda nukkrõnga trajektoori ja suruvad nuki eendid kõrgsurve ruumi. Toitepumba rootor on ühendatud sissepritsepumba veovõlliga. Toitepump on ette nähtud kütuse tarnimiseks paagist kõrgsurvepumbale selle nõuetekohaseks tööks vajalikul rõhul. Kütus tarnitakse radiaalkolbidesse jaoturrootori kaudu, mis on jäigalt ühendatud sissepritsepumba võlliga. Jaoturi rootori teljel on keskne auk, mis ühendab radiaalkolbide kõrgsurve ruumi põikisuunaliste avadega, et toita toitepumpa toitepumbast ja kõrgsurvega kütust tühjendada üksikute silindrite pihustitesse. Kütus väljub düüsidesse rootori ava ristlõigete ja pumba staatori kanalite ühendamise hetkel. Sealt voolab kütus kõrgsurvetorustiku kaudu mootorisilindrite üksikutesse pihustitesse. Süstitud kütuse koguse reguleerimine toimub, piirates toitepumbast pumba kõrgsurveosa juurde voolava kütuse voogu.

Elektrooniliselt juhitavad pöörlevad pumbad

Euroopas levinuim sõidukites kasutatav elektrooniliselt juhitav kõrgsurve pöörlev pump on Boschi VP30 seeria, mis tekitab kõrgsurvet aksiaalkolbmootoriga ja VP44, milles see loob kahe-kolme radiaalkolviga mahupumba. Aksiaalpumbaga on võimalik saavutada maksimaalne düüsi rõhk kuni 120 MPa, radiaalpumbaga aga kuni 180 MPa. Pumpa juhib elektrooniline mootori juhtimissüsteem EDC. Tootmise algusaastatel jagati juhtimissüsteem kaheks süsteemiks, millest ühte juhtis mootori juhtimissüsteem ja teist sissepritsepump. Järk-järgult hakati kasutama üht ühist otse pumba peal asuvat kontrollerit.

Tsentrifugaalpump (VP44)

Üks levinumaid seda tüüpi pumbasid on Boschi radiaalne kolbpump VP 44. See pump võeti kasutusele 1996. aastal sõiduautode ja väikeste tarbesõidukite kõrgsurve sissepritsesüsteemina. Esimene tootja, kes seda süsteemi kasutas, oli Opel, kes paigaldas oma Vectra 44 / 2,0 DTi neljasilindrilisse diiselmootorisse VP2,2 pumba. Sellele järgnes 2,5 TDi mootoriga Audi. Selle tüübi puhul juhitakse sissepritse käivitamist ja kütusekulu reguleerimist täielikult elektrooniliselt solenoidventiilide abil. Nagu juba mainitud, juhitakse kogu sissepritsesüsteemi kas kahe eraldi juhtseadmega, eraldi mootori ja pumba jaoks, või ühte mõlema seadme jaoks, mis asuvad otse pumbas. Juhtseade (d) töötleb mitmete andurite signaale, mis on selgelt näha alloleval joonisel.

Projekteerimise seisukohast on pumba tööpõhimõte sisuliselt sama, mis mehaanilise ajamiga süsteemil. Radiaaljaotusega sissepritsepump koosneb labakambri pumbast, millel on rõhureguleerimisventiil ja vooluklapist. Selle ülesandeks on imeda kütust, tekitada akumulaatoris rõhk (umbes 2 MPa) ja tankida kõrgsurve radiaalkolbpumbaga, mis loob vajaliku rõhu kütuse peeneks pihustamiseks-sissepritseks silindritesse (kuni umbes 160 MPa) . ). Nukkvõll pöörleb koos kõrgsurvepumbaga ja varustab kütust üksikute pihustite silindritega. Süstitud kütuse koguse mõõtmiseks ja reguleerimiseks kasutatakse kiiret solenoidventiili, mida juhitakse muutuva impulsssagedusega signaalide kaudu el. seade asub pumba peal. Ventiili avamine ja sulgemine määrab aja, mille jooksul kõrgsurvepump kütust tarnib. Pöördenurga anduri (silindri nurgaasend) signaalide põhjal määratakse veovõlli ja nukkrõnga hetknurga asend tagurdamise ajal, sissepritsepumba pöörlemiskiirus (võrreldes väntvõlli signaalidega) arvutatakse) ja pumba sissepritsesüsteemi asend. Magnetventiil reguleerib ka sissepritseseadme asendit, mis vastavalt pöörab kõrgsurvepumba nukurõngast. Selle tagajärjel puutuvad kolvid liikuvad võllid varem või hiljem kokku nukurõngaga, mis viib kokkusurumise alguse kiirenemiseni või hilinemiseni. Sissepritse vahetusventiili saab juhtplokiga pidevalt avada ja sulgeda. Roolinurga andur asub rõngas, mis pöörleb sünkroonselt kõrgsurvepumba nukurõngaga. Impulssgeneraator asub pumba ajamivõllil. Sakilised punktid vastavad mootori silindrite arvule. Nukkvõlli pöörlemisel liiguvad käigukangid mööda nukkvõru pinda. Kolvid surutakse sissepoole ja survestavad kütuse kõrgele rõhule. Kütuse kokkusurumine kõrge rõhu all algab pärast solenoidklapi avamist juhtseadme signaaliga. Turustaja võll liigub surutud kütuse väljalaskeava ees olevasse asendisse vastavasse silindrisse. Seejärel suunatakse kütus läbi drosselklapi pihustisse, mis süstib selle silindrisse. Süstimine lõpeb solenoidklapi sulgemisega. Ventiil sulgub ligikaudu pärast pumba radiaalsete kolbide alumise surnud keskpunkti ületamist, rõhutõusu algust kontrollib nukkide kattuvusnurk (juhitav sissepritselüliti abil). Kütuse sissepritsimist mõjutavad kiirus, koormus, mootori temperatuur ja ümbritsev rõhk. Juhtseade hindab ka väntvõlli asendiandurilt saadud teavet ja pumba veovõlli nurka. Juhtseade määrab nurgaanduri abil kindlaks pumba ajami ja sissepritse lüliti täpse asendi.

1. - Laba ekstrusioonpump koos rõhureguleerimisklapiga.

2. – pöördenurga andur

3. - pumba juhtelement

4. - kõrgsurvepump nukkvõlli ja tühjendusklapiga.

5. - sissepritse lüliti koos lülitusventiiliga

6. - kõrgsurve solenoidklapp

Telgpump (VP30)

Sarnast elektroonilist juhtimissüsteemi saab rakendada pöörleva kolbpumbaga, näiteks Boschi tüüpi VP 30-37 pumbaga, mida on sõiduautodes kasutatud alates 1989. aastast. VE aksiaalvoolu kütusepumbas, mida juhib mehaaniline ekstsentriline regulaator. tegelik käik ja kütusekogus määravad käigukangi asendi. Loomulikult saavutatakse täpsemad seadistused elektrooniliselt. Sissepritsepumba elektromagnetiline regulaator on mehaaniline regulaator ja selle lisasüsteemid. Juhtseade määrab elektromagnetilise regulaatori positsiooni sissepritsepumbas, võttes arvesse erinevate andurite signaale, mis juhivad mootori jõudlust.

Lõpetuseks mõned näited konkreetsetes sõidukites mainitud pumpadest.

Pöörlev kütusepump aksiaalse kolbmootoriga VP30 kasutab nt Ford Focus 1,8 TDDi 66 kW

VP37 kasutab 1,9 SDi ja TDi mootorit (66 kW).

Pöörlev süstimispump radiaalsete kolbidega VP44 kasutatakse sõidukites:

Opel 2,0 DTI 16V, 2,2 DTI 16V

Audi A4 / A6 2,5 TDi

BMW 320d (100 kW)

Sarnane disain on Mazde DiTD (74 kW) Nippon-Denso radiaalkolbidega pöörlev sissepritsepump.